先进封装行业分析 ( 31 页)

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目录

1. 先进封装提升芯片性能，Bump、RDL、TSV 等技术赋能AP...... 5

1.1 封装是半导体后道制程，主要起芯片保护、连接作用...... 5

1.2 Bump、RDL、TSV、混合键合技术赋能先进封装.....6

1.3 WLP、2.5D、3D 是当前主流的几种先进封装...... 11

2. 先进封装大势所趋，2028 年全球市场规模有望785.5 亿美元...... 13

2.1 摩尔定律面临瓶颈，先进封装大势所趋.... 13

2.2 2028 年全球市场规模有望785.5 亿美元，通信基础设施领域增长最快.....15

2.3 算力时代，先进封装有望迎来加速发展.... 16

3. 产业链梳理...... 17

3.1 封装环节：Foundry 与OSAT 各有侧重，内资厂商积极布局先进封装...... 17

3.2 设备环节：国产设备持续突破，进口替代进程加速.... 19

3.3 材料环节：关键材料性能要求升级，高端品类国产化空间巨大.... 23

4. 投资建议与风险提示...... 31

4.1 投资建议.... 31

4.2 风险提示.... 31

图表目录

图1： 半导体产业链分设计、制造、封装和测试.... 5

图2： 半导体封装的四大作用.... 5

图3： 先进封装拥有更高的内存带宽、能耗比.... 7

图4： Bump、RDL、TSV 是实现先进封装关键技术.....7

图5： 应用于CoWoS、InFo 等先进封装中的Bump......7

图6： 当前，先进封装凸块间距已经到20-10μm.... 7

图7： RDL 起着XY 平面电气延伸和互联的作用....... 8

图8： RDL 转接层在CoWoS-R 中的应用....8

图9： TSV 应用于2.5D/3D 封装....9

图10： 贯穿芯片体的3D TSV 的立体示意图.......9

图11： 传统bump 键合VS 铜对铜直接连接......10

图12： 混合键合没有凸块，直接铜对铜键合.... 10

图13： 不同键合方式连接密度.... 10

图14： 混合键合可以提供更高的互连密度.... 10

图15： 扇入式（a）和扇出式（b）WLP 对比...... 11

图16： 扇入式（a）和扇出式（b）WLP 对比...... 11

图17： 2.5D 的CoWoS 封装.....12

图18： 2.5D 的EMIB 封装....... 12

图19： 海力士HBM 内存堆叠采用3D 封装技术...... 12

图20： 芯片上集成的晶体管数量一直在快速增长.... 13

图21： 半导体制造工艺持续升级.... 13

图22： 摩尔定律面临放缓.... 14

图23： 5nm 制程的芯片设计成本超过5 亿美元....14

图24： 先进封装是超越摩尔定律的关键.... 14

图25： 台积电CoWoS-L 技术......14

图26： 全球先进封装市场规模，亿美元.... 15

图27： 2028 年先进封装预计占封装市场54.8%....... 15

图28： 先进封装市场格局集中.... 16

图29： 2022-2028 年，下游通信领域复合增速最高......16

图30： 2023 年大预言模型开始爆发....... 16

图31： 全球AI 服务器出货量预计，万台......16

图32： 采用CoWoS 封装的英伟达A100....17

图33： 英伟达A100 CoWoS 封装切面图....17

图34： 先进封装市场格局集中.... 18

图35： OSAT 与IDM、晶圆代工厂技术布局有差异....... 18

图36： 先进封装核心技术处于前后制程交叉区域.... 19

图37： 倒片封装凸点制作过程.... 20

图38： 重布线层制作过程.... 20

图39： TSV 技术工艺流程....21

图40： W2W 与D2W 工艺流程.......21

图41： 先进封装设备体系.... 22

图42： 铜柱凸点结构图.... 24

图43： TSV 工艺流程中的铜填充....24

图44： 硫酸铜镀液中的电镀反应.... 24

图45： 整平剂效果对比.... 24

图46： CMP 抛光工作原理...... 25

图47： CMP 抛光工艺示意图...... 25

图48： CMP 抛光液组成成分...... 26

图49： TSV 阻挡层去除原理....26

图50： HB 工艺流程中的磨平露铜环节......26

图51： 发泡聚氨酯硬垫电镜微孔断层表面.... 27

图52： 光刻工序原理图.... 28

图53： 光刻去胶工序原理图.... 28

图54： 环氧塑封料与底填胶应用场景.... 29

图55： 不规则角形硅微粉图示.... 29

图56： 球形硅微粉图示.... 29

图57： 应用玻璃基与TGV 技术的三维异质集成结构......30

表1： 全球集成电路封装技术经历了五个发展阶段.... 6

表2： RDL 在头部OSAT、Foundry 厂主要产品中的应用....... 8